[3]​ Double Oak se encuentra ubicado en las coordenadas 33°3′45″N 97°6′27″O / 33.06250, -97.10750.

Según la Oficina del Censo de los Estados Unidos, Double Oak tiene una superficie total de 6.42 km², de la cual 6.32 km² corresponden a tierra firme y (1.49%) 0.1 km² es agua.

[4]​ Según el censo de 2010,[5]​ había 2.867 personas residiendo en Double Oak.

De los 2.867 habitantes, Double Oak estaba compuesto por el 93.2% blancos, el 1.43% eran afroamericanos, el 1.6% eran amerindios, el 1.22% eran asiáticos, el 0% eran isleños del Pacífico, el 1.29% eran de otras razas y el 1.26% pertenecían a dos o más razas.

[6]​ El Distrito Escolar Independiente de Lewisville gestiona escuelas públicas.